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三维多子区激光推进并行算法研究

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毕业论文范文题目：三维多子区激光推进并行算法研究，论文范文关键词：三维多子区激光推进并行算法研究
三维多子区激光推进并行算法研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：激光推进是一种全新的推进技术,与传统的化学火箭推进相比具有有效载荷高、发射成本低等优势,对未来国家安全和国防综合实力的提高具有深远意义。激光推进系统中能量转换过程、流场演化规律及推力产生过程的数值模拟是激光推进从基础研究到实用化过程中的一个重要环节,它可以精细刻画实验很难测量的流场时空详细演化过程。该数值模拟计算量大,（本文此处忽略..）计算周期长,必须使用并行技术来缩短计算时间,加快各种条件下激光推进的机理研究。针对大气呼吸模式下脉冲激光推进涉及到的光线聚焦、能量沉积和流场演化过程进行数值模拟,控制方程采用Euler方程,求解激光能量源项采用辐射输送方程,空间离散采用有限体积格心法,时间推进采用五步Runge-Kutta法,流场边界分别考虑了开口边界（本文此处忽略..）、固体壁面和简易边界,并对多子区交界面进行了耦合处理。基于该数值模拟,采用区域分解策略对计算区域进行并行剖分,充分利用光线的空间局部性,并规定流场网格的加权负载,实现了负载平衡;建立能量源项及流场区域的全局数组与局部数组,从而加强对数组空间的利用,提高了Cache命中率;计算结点间通过消息传递进行交互,利用计算通信相重（本文此处忽略..）叠、合并小消息通信等方法对其进行了优化;简化了流场各子区交界面的复杂耦合过程,将通信代价由O(N_2)减少为O(N)(N为结点数目);采用并行I/O对流场演化数据进行保存。实现了适合多种聚焦系统及光船构型的三维多子区激光推进并行算法,并在不同并行环境上对该算法的正确性和并行性能进行了大量测试。对测试结果的分析表明:该算法的误差控制在（文章此处忽略..）极小的范围和幅度内,计算结果可信;该算法的效率随计算规模的增大相应提高,对大规模计算呈拟线性加速比,有着较高的并行效率,可扩展性较好;该算法对不同的计算构型均表现出较高性能,通用性较好。设计并实现的三维多子区激光推进并行算法极大地缩短了激光推进的理论研究周期,并对实验研究有着不容忽视的促进作用。

以上为本篇毕业论文范文三维多子区激光推进并行算法研究的介绍部分。

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